dr hab. n. med. Agnieszka Perkowska-Ptasińska GŁÓWNE TYPY PATOLOGII ROZWIJAJĄCYCH SIĘ W PRZESZCZEPACH NARZĄDOWYCH

Transkrypt

1 dr hab. n. med. Agnieszka Perkowska-Ptasińska GŁÓWNE TYPY PATOLOGII ROZWIJAJĄCYCH SIĘ W PRZESZCZEPACH NARZĄDOWYCH 1

2 Spis treści: 1. Wstęp Biopsja przeszczepu nerkowego Czułość, swoistość metody, biopsje ze wskazań i biopsje protokolarne Podstawowe formy uszkodzenia wymagające rozpoznania i oceny ilościowej: Biopsje przed- i okołooperacyjne Biopsja nerki dawcy Biopsja zerowa i biopsja po reperfuzji Odrzucanie przeszczepionej nerki Odrzucanie wywołane obecnością przeciwciał preformowanych (obecnych przed przeszczepieniem): nadostre i przyspieszone ostre Odrzucanie rozwijające się de novo po transplantacji Czynniki ryzyka rozwoju ostrego i przewlekłego odrzucania Patomechanizm odrzucania rozwijającego się de novo po transplantacji Komórkowe odrzucanie przeszczepu Humoralne, de novo odrzucanie przeszczepu Morfologiczne formy odrzucania przeszczepu Toksyczność inhibitorów kalcyneuryny oraz innych leków immunosupresyjnych Zmiany w nerce przeszczepionej związane z zakażeniami Zakażenia wirusowe Wirus cytomegalii Wirus BK polyoma Zakażenia bakteryjne Poprzeszczepienna choroba limfoproliferacyjna u biorców przeszczepu nerkowego Glomerulopatie rozwijające się de novo i nawroty patologii nerek własnych w przeszczepie Podsumowanie PIŚMIENNICTWO

3 1. Wstęp W ostatnich dekadach dokonał się znaczący wzrost wskaźników przeżycia przeszczepów narządowych. Poprawa dotyczy jednak głównie przeżycia pierwszego roku po transplantacji: dzięki nowym i silnym lekom immunosupresyjnym, bardziej skutecznym profilaktyce i leczeniu powikłań infekcyjnych aktualne wskaźniki przeżycia przeszczepów nerkowych wynoszą ponad 95%. Niestety, mimo postępu w diagnostyce i leczeniu powikłań potransplantacyjnych nie udało się jak dotąd uzyskać poprawy odległego przeżycia przeszczepów narządowych, co stanowi obecnie jeden z podstawowych problemów współczesnej transplantologii. WŚRÓD PATOLOGII ROZWIJAJĄCYCH SIĘ W PRZESZCZEPACH MOŻNA WYRÓŻNIĆ DWIE SZEROKIE KATEGORIE: zmiany, których wystąpienie jest ściśle związane z faktem, iż jest to narząd przeszczepiony - różne formy odrzucania, - niektóre patologie infekcyjne, np. nefropatia BKV w nerce przeszczepionej, oraz zmiany, które jakościowo są takie same, jak te które rozwijają się w narządach własnych: - zakażenia bakteryjne wstępujące, - nowotwory, - zapalenia polekowe, - zapalenia kłębuszków nerkowych, etc. WE WCZESNYM OKRESIE PO TRANSPLANTACJI NAJBARDZIEJ PRAWDOPODOBNE PATOLOGIE PRZESZCZEPU TO: uszkodzenie niedokrwienne i poreperfuzyjne (pierwsze dni-tygodnie), są to zmiany wtórne do zaburzeń perfuzji w okresie okołooperacyjnym, ostre odrzucanie przeszczepu (pierwsze miesiące po transplantacji), zakażenia bakteryjne, grzybicze, nawrót niektórych form patologii z przed przeszczepienia niektóre schorzenia doprowadzające do schyłkowej niewydolności własnych narządów mogą nawrócić w narządzie przeszczepionym, są to między innymi pewne formy glomerulopatii, czy też zapalenie wątroby na tle zakażeń HCV, powikłania chirurgiczne, takie jak: o przeciek moczu, utrudnienie odpływu moczu po przeszczepieniu nerki, o powikłania żółciowe po przeszczepieniu wątroby PO UPŁYWIE PIERWSZEGO PÓŁROCZA OD TRANSPLANTACJI ROŚNIE ISTOTNIE RYZYKO WYSTĄPIENIA: powikłań związanych z zakażeniami wirusowymi, w tym: o nefropatii BKV, o hepatopatii na tle zakażenia HCV, o cytomegalii narządowej, późnego ostrego odrzucania i przewlekłego odrzucania dotyczy przede wszystkim pacjentów zimmunizowanych, i/lub otrzymujących zbyt niską immunosupresję podstawową, patologii związanych z toksycznym oddziaływaniem leków immunosupresyjnych, głównie leków z grupy inhibitorów kalcyneuryny (cyklosporyna, takrolimus) 3

4 blizn łącznotkankowych: o arteriosklerozy (wszystkie rodzaje przeszczepów narządowych) o zaniku naczyń mikrokrążenia (wszystkie rodzaje przeszczepów narządowych) o włóknienia zrębu, zaniku cewek nerkowych, twardnienia kłębuszków w przeszczepach nerkowych o włóknienia miąższu przeszczepionych: wątroby, serca, płuc poprzeszczepiennej choroby limfoproliferacyjnej dotyczy przede wszystkim biorców zakażonych wirusem EBV, poddawanych silnej immunosupresji Jedną z podstawowych trudności w diagnostyce i leczeniu schorzeń rozwijających się u biorców przeszczepów narządowych jest zjawisko współistnienia wielu różnych patologii, co bardzo utrudnia interpretację zarówno obrazu klinicznego, jak i morfologicznego (badania morfologiczne bioptatów narządów przeszczepionych). W poniższym rozdziale różne formy patologii przeszczepu narządowego omówione zostały z perspektywy ich obrazu morfologicznego. Badanie histopatologiczne bioptatu przeszczepionego narządu to bardzo czułe, w wielu przypadkach niezastępowalne narzędzie diagnostyczne. Główne patologie rozwijające się w narządach przeszczepionych zostały omówione na przykładzie przeszczepionej nerki, ponieważ jest to narząd przeszczepiany najczęściej, a wiedza dotycząca patologii tego właśnie przeszczepu jest najrozleglejsza. Co więcej, większość opisanych w tym rozdziale zjawisk i patologii występuje w podobnej formie w pozostałych narządach przeszczepionych 2. Biopsja przeszczepu nerkowego 2.1. Czułość, swoistość metody, biopsje ze wskazań i biopsje protokolarne Od początku lat 70-tych biopsja przeszczepu nerkowego pozostaje złotym standardem diagnostyki zaburzeń czynności przeszczepu nerkowego, a także oceny adekwatności immunosupresji. Materiał do badania histopatologicznego pobiera się najczęściej metodą biopsji gruboigłowej. Jest to bezpieczna procedura, obciążona niewielkim odsetkiem powikłań. biopsje ze wskazań : wykonywane w niedającej się wyjaśnić metodami nieinwazyjnymi niesatysfakcjonującej czynności przeszczepu, w przypadku wystąpienia odchyleń w badaniu ogólnym moczu (przede wszystkim białkomoczu). biopsje protokolarne: wykonywane w zdefiniowanym a priori czasie po transplantacji, np. po upływie 1, 3, 6, 12 miesiąca od zabiegu przeszczepienia u pacjentów ze stabilną czynnością przeszczepu, umożliwiają wykrycie niemych klinicznie, aktywnych patologii przeszczepu na etapie, w którym nie doszło jeszcze do przewlekłego, nieodwracalnego uszkodzenia nerki. Biopsja jest pomocna zarówno w diagnozowaniu przyczyn ostrego pogorszania się czynności nerki, jak i w różnicowaniu patologii prowadzących do postępującej przewlekłej nefropatii przeszczepu Podstawowe formy uszkodzenia wymagające rozpoznania i oceny ilościowej: 1) zmiany w kompartmencie śródmiąższowo-cewkowym (zapalenie, włóknienie, zanik), 2) zmiany w tętnicach i arteriolach (zapalenie, martwica, zakrzepy, arterioskleroza, arteriopatia proliferacyjna, szkliwienie arterioli), 3) zmiany w naczyniach mikrokrążenia (zapalenie, zmiany strukturalne w kapilarach kłębuszkowych i w kapilarach okołocewkowych) 4

5 Fotografia 1. MATERIAŁ POBRANY METODĄ BIOPSJI GRUBOIGŁOWEJ OBEJMUJĄCY FRAGMENT KORY NERKI Barwienie AFOG Fotografia 2. PRAWIDŁOWA STRUKTURA KORY NERKI Barwienie AFOG 5

6 3. Biopsje przed- i okołooperacyjne 3.1. Biopsja nerki dawcy W rzadkich przypadkach do podjęcia decyzji o wykorzystaniu narządu do transplantacji stosuje się ocenę histopatologiczną bioptatu kwalifikowanego narządu. Badanie histopatologiczne bioptatu nerki dawcy w ramach procedury kwalifikującej narząd do przeszczepienia wykonuje się aktualnie w trzech sytuacjach: 1. w przypadku dawców uznawanych za marginalnych (ze względu na podeszły wiek lub zaburzenia w biochemicznych wykładnikach czynności nerek dawcy), w celu uniknięcia dyskwalifikacji organów nadających się do transplantacji. 2. W przypadku stwierdzenia u dawcy zmian w badaniu ogólnym moczu, przede wszystkim białkomoczu, które mogą świadczyć o przewlekłym procesie zapalnym/uszkadzającym w kwalifikowanym do przeszczepienia narządzie. 2. W przypadku obecności w narządzie dawcy zmian makroskopowych najczęściej ogniskowych, których natura musi być zweryfikowana przed podjęciem decyzji o przeszczepieniu narządu Biopsja zerowa i biopsja po reperfuzji Biopsje wykonywane w okresie okołoprzeszczepiennym niemal zawsze ujawniają niedokrwienne uszkodzenie narządu przeszczepianego. W nerkach niedokrwienie manifestuje się MARTWICĄ NABŁONKA CEWKOWEGO, główną przyczyną opóźnienia w podjęciu czynności przez przeszczep po zabiegu transplantacji. Zmiany te występują rzadziej i są mniej nasilone w przypadku przeszczepiania narządów od dawców żywych. 4. Odrzucanie przeszczepionej nerki Odrzucanie przeszczepu jest jedną z najczęstszych przyczyn występowania zmian zapalnych w nerce przeszczepionej. Proces ten może objąć jedną lub kilka struktur przeszczepionego narządu: śródmiąższ i cewki, naczynia tętnicze, naczynia mikrokrążenia (kapilary). Odrzucanie może rozwinąć się w niezmienionym miąższu, lub też nałożyć się na inne typy patologii, w tym zmiany obecne w nerce już w chwili przeszczepienia (arterioskleroza powstała jeszcze w organizmie dawcy), blizny łącznotkankowe po poprzednich epizodach odrzucania, uszkodzenie związane z toksycznością leków, zakażeniami bakteryjnymi i/lub wirusowymi Odrzucanie wywołane obecnością przeciwciał preformowanych (obecnych przed przeszczepieniem): nadostre i przyspieszone ostre Proces humoralny rozwijający się w ciągu pierwszych minut-godzin (odrzucanie nadostre) lub dni (przyspieszone ostre) po transplantacji na tle obecności w organizmie biorcy przeciwciał preformowanych (powstałych przed przeszczepieniem) skierowanych przeciwko antygenom dawcy. Uczulenie na alloantygeny dokonuje się w przypadkach ekspozycji układu immunologicznego jednego osobnika na antygeny (tak transplantacyjne, jak i antygeny ABO) innego osobnika tego samego gatunku. W praktyce sytuacje związane z tego typu ekspozycją to: - przetoczenia preparatów krwiopochodnych, - noszenie w przeszłości przeszczepu, - ciąże. 6

7 Patomechanizm, typ uszkodzenia struktur przeszczepu, charakter reakcji zapalnej w odrzucaniu nadostrym i odrzucaniu przyspieszonym ostrym są takie same. Co odróżnia te dwie formy uszkodzenia przeszczepu to czas wystąpienia oraz nasilenie zmian, znacznie większe w przypadku odrzucania nadostrego. Odrzucanie nadostre: rozwija się w przypadku, gdy w chwili przeszczepienia w organizmie biorcy preformowane przeciwciała przeciwko dawcy (ang. DSA: donor specific antibodies) są obecne w wysokim mianie. Po wieńczącym zabieg transplantacji usunięciem zacisków naczyniowych naczynia przeszczepu wypełniają się krwią biorcy. Obecne w tej krwi DSA rozpoznają antygeny obecne na komórkach śródbłonka naczyniowego i wiążą się z nimi. Prowadzi to do rozlanego uszkodzenia śródbłonka, a w konsekwencji uruchomienia masywnej reakcji wykrzepiania, prowadzącej do martwicy narządu przeszczepionego. Wystąpienie nadostrego odrzucania jest tożsame z koniecznością natychmiastowego usunięcia przeszczepu. Próba krzyżowa (cross-match): od wielu lat, warunkiem przeszczepienia nerki jest uzyskanie ujemnego wyniku reakcji między surowicą potencjalnego biorcy i limfocytami potencjalnego dawcy. Obecność w surowicy biorcy przeciwciał przeciwko antygenom obecnym na powierzchni limfocytów wywołuje uszkodzenie limfocytów, jest odczytywane jako dodatni wynik próby i jest równoznaczne z odstąpieniem od transplantacji. Fotografia 3. OSTRA MARTWICA CEWEK NERKOWYCH Manifestuje się złuszczaniem nabłonka cewek do ich światła Barwienie HE Ostra martwica cewek nerkowych to proces samoleczący się. Po fazie martwicy w ciągu kilkukilkunastu dni dochodzi do regeneracji prawidłowego nabłonka. Fotografia 4. ODRZUCANIE NADOSTRE - martwica ścian tętnic z naciekiem ropnym -martwica cewek nerkowych Barwienie HE 7

8 Przyspieszone ostre odrzucanie. Niekiedy w krążeniu potencjalnego biorcy występują DSA w mianie na tyle niskim, że ich obecność nie ujawnia się w badaniu cross-match (wynik tego testu jest ujemny) co umożliwia przeprowadzenie transplantacji. Po przeszczepieniu, pod wpływem ekspozycji na antygeny dawcy obecne w krążeniu biorcy DSA w ciągu kilku dni wywołują reakcję przyspieszonego ostrego odrzucania Odrzucanie rozwijające się de novo po transplantacji Czynniki ryzyka rozwoju ostrego i przewlekłego odrzucania Ostre odrzucanie przeszczepu to proces rozwijający się de novo po transplantacji. Reakcja efektorowa prowadząca do uszkodzenia narządu przeszczepionego jest poprzedzona przez niemą klinicznie fazę sensytyzacji (uczulenia) układu odpornościowego biorcy dlatego też proces ten może się rozwinąć nie wcześniej niż po 6-7 dniach od Tx. Na przebieg rozwijającej się de novo po transplantacji reakcji immunologicznej w przeszczepie wpływ mają: czynniki związane z dawcą (ekspresja antygenów HLA, obecność w tkankach przeszczepu APC pochodzących od dawcy), czynniki związane z biorcą (poprzedzające transplantację uczulenie na antygeny układu ABO, i\lub HLA, które są obecne w tkankach przeszczepu) Patomechanizm odrzucania rozwijającego się de novo po transplantacji Bardzo istotne w patogenezie ostrego i przewlekłego odrzucania jest wczesne (w okresie okołoprzeszczepiennym) uszkodzenie przeszczepu, związane przede wszystkim z zaburzeniami hemodynamicznymi, upośledzeniem perfuzji, a następnie reperfuzją narządu. W odpowiedzi na wczesne uszkodzenie dochodzi do uwolnienia szeregu mediatorów zapalenia: cytokin i chemokin, które przyczyniają się do pobudzenia śródbłonka i krążących leukocytów przez co nasilają pasaż leukocytów do tkanek przeszczepu. Zarówno uszkodzenie tkanek, jak i napływ leukocytów przyczyniają się do intensyfikacji rozpoznawania alloantygenów i rozwoju efektorowej reakcji zapalnej. Pobudzenie śródbłonków i pobudzenie komórek leukocytarnych wiąże się z nasileniem ekspresji antygenów powierzchniowych (śródbłonek) i cząsteczek adhezyjnych (śródbłonek i leukocyty), przez co możliwy staje się pasaż leukocytów biorcy z naczyń do tkanek alloprzeszczepu. Makrofagi biorcy, ale także obecne w przeszczepie autologiczne (pochodzące od dawcy) makrofagi i komórki dendrytyczne uprzątają uszkodzone tkanki, pełniąc przy tym rolę komórek prezentujących antygen (APC- antigen presenting cells) dla naiwnych, alloreaktywnych limfocytów T biorcy w drugorzędowych narządach limfatycznych. Tryb prezentacji antygenów jest nieco odmienny w przypadku autologicznego i allogenicznego pochodzenia komórek je prezentujących. Dwa typy prezentacji antygenów transplantacyjnych: prezentacja bezpośrednia (APC dawcy prezentują antygeny dawcy limfocytom biorcy w kontekście antygenów HLA klasy I i II). Limfocyty T uczulone na drodze bezpośredniej prezentacji odgrywają dominującą rolę w odrzucaniu przeszczepów we wczesnym okresie po transplantacji, kiedy w przeszczepie są jeszcze obecne APC pochodzące od dawcy. Prezentacja pośrednia (APC biorcy prezentują antygeny dawcy limfocytom biorcy w kontekście antygenów HLA klasy II). Prezentacja pośrednia wydaje się mieć głównie znaczenie w rozwoju przewlekłego odrzucania przeszczepów. 8

9 Pośrednia prezentacja Bezpośrednia prezentacja APC biorcy APC dawcy Syngeniczne HLA-II Allogeniczne HLA-I i HLA-II Naiwne limf. T Aktywacja limf. T cytotoksycznych i limf. B Odrzucanie komórkowe i humoralne Rycina. 1. Mechanizm uczulania biorcy na antygeny transplantacyjne dawcy. Aktywacja limfocytów T Oddziaływanie między receptorem limfocyta T (TCR) a kompleksem złożonym z alloantygenu i HLA nie jest wystarczające do pełnej aktywacji limfocytów T pomocniczych. Aby mogło dojść do pobudzenia limfocytów T niezbędne są: - wspomniana już interakcja między antygenami HLA komórki prezentującej antygen a TCR (receptor limfocyta T) (pierwszy sygnał), - oddziaływanie między powierzchownymi cząsteczkami adhezyjnymi limfocytów prowadzi do powstania tzw. synapsy immunologicznej (sygnał drugi). Sygnału kostymulującego mogą także dostarczać cytokiny pozapalne IL-1 i IL-6. - W wyniku opisanych interakcji dochodzi do pobudzenia syntezy i wydzielania IL-2 (sygnał trzeci), co stanowi etap niezbędny do aktywacji zarówno limfocytów T pomocniczych, jak i cytotoksycznych. - W konsekwencji wymienionych procesów dochodzi do proliferacji alloreaktywnych limfocytów T, które naciekają tkanki przeszczepu wywołując komórkowe odrzucanie przeszczepu. - Aktywacja limfocytów T pomocniczych może także prowadzić do aktywacji limfocytów B. 9

10 Rycina. 2. Reakcja cytotoksyczności limfocytów T. Aktywacja limfocytów B - Każdy klon naiwnych limfocytów B ma charakteryzuje się obecnością unikalnego, specyficznego antygenowo receptora powierzchniowego BCR (B-cell receptor). - W procesie aktywacji limfocytów B, receptory te rozpoznają specyficzne dla nich alloantygeny, które po przetworzeniu prezentują na swej powierzchni alloantygeny w kontekście antygenów HLA klasy II pobudzonym limfocytom T pomocniczym (CD4+). - W odpowiedzi na rozpoznany kompleks złożony z alloantygenu i cząsteczek HLA klasy II, limfocyty T uwalniają kolejne cytokiny niezbędne do dojrzewania i proliferacji limfocytów B. Dojrzałe limfocyty B przekształcają się w zdolne do produkcji allprzeciwciał komórki plazmatyczne. Rycina. 3. Mechanizm aktywacji limfocytów B prowadzący do produkcji DSA. 10

11 Komórkowe odrzucanie przeszczepu W procesie odrzucania komórkowego dominują dwa typy reakcji immunologicznej: opóźniona reakcja nadwrażliwości, oraz reakcja cytotoksyczności limfocytów T: 1. W opóźnionej reakcji nadwrażliwości podstawową rolę pełnią limfocyty T pomocnicze (CD4+). Wydzielane przez nie limfokiny zwiększają przepuszczalność naczyń krwionośnych i stymulują lokalną akumulację zapalnych komórek jednojądrowych (limfocytów i makrofagów). 2. W reakcji cytotoksyczności limfocytów T rozpoznanie przez cytotoksyczny limfocyt T swoistego alloantygenu na komórce przeszczepu prowadzi do jej śmierci w jednym z dwóch mechanizmów: A. apoptozy wywołanej interakcją między zlokalizowaną na powierzchni limfocyta cząsteczką CD178 (fas ligand) a cząsteczką CD95 (fas), obecną na powierzchni komórki przeszczepu. B. Lizy zależnej od układu obejmującego limfocytarne perforyny (uszkadzają błonę komórkową) i granzymy (enzymy proteolityczne) Humoralne, de novo odrzucanie przeszczepu Zachodząca pod wpływem alloantygenów aktywacja i proliferacja specyficznych (powstałych przed, lub po transplantacji) limfocytów B prowadzi do ich przekształcenia się w zdolne do produkcji alloprzeciwciał komórki plazmatyczne. Alloreaktywne komórki plazmatyczne produkują przeciwciała (przede wszystkim przeciwko antygenom MHC dawcy klasy I lub II, jak również przeciwciała skierowane przeciwko innego typu antygenom zlokalizowanym na komórkach przeszczepu (np. antygenom śródbłonka), które w procesie opsonizacji wiążą się z antygenami zlokalizowanymi na powierzchni śródbłonka naczyń w przeszczepie, powodując aktywację kaskady dopełniacza na drodze klasycznej. Aktywacja układu dopełniacza prowadzi do powstania kompleksu MAC (C5-9), który zaburza integralność błony komórkowej prowadząc do lizy komórki alloprzeszczepu. Alloprzeciwciała mogą także wywołać lizę komórek przeszczepu w mechanizmie ADCC (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity), dzięki niespecyficznemu przyłączeniu za pośrednictwem receptora dla fragmentu Fc komórek zapalnych (monocytów, granulocytów i komórek NK). rozpoznanie tego typu odrzucania opiera się na kryteriach serologicznych (potwierdzenie obecności w surowicy biorcy przeciwciał DSA) i immunopatologicznych.(obecność złogów C4d w kapilarach okołocewkowych). Rycina. 3. Mechanizm odrzucania humoralnego z aktywacją układu dopełniacza. 11

12 Rycina. 4. Aktywność poszczególnych białek w kaskadzie układu dopełniacza. Fotografia 5. Linijne złogi C4d są widoczne w ścianie kapilar okołocewkowych (barwienie immunohistochemiczne) Obecność złogów C4d jest bardzo specyficznym markerem odrzucania humoralnego, jego czułość wynosi jednak nie więcej niż 80%. W części przypadków odrzucania humoralnego złogi C4d nie występują (tzw. C4d(-) odrzucanie humoralne), stąd tak ważne jest wykonywanie badań serologicznych biorcy, ukierunkowanych na wykrycie przeciwciał skierowanych przeciwko antygenom dawcy (DSA) Morfologiczne formy odrzucania przeszczepu ostre odrzucanie śródmiąższowe Ostre odrzucanie śródmiąższowe zwykle przyjmuje postać pleomorficznego nacieku zapalnego w tkance zrębowej z towarzyszącym procesem tubulitis naciekaniem nabłonka nie zanikowych cewek przez zapalne komórki jednojądrowe. W czystym odrzucaniu śródmiąższowo-cewkowym kłębuszki i naczynia tętnicze są niezmienione. W około części przypadków odrzucanie śródmiąższowo-cewkowe współistnieje z obecnością złogów C4d w kapilarach okołocewkowych, co świadczy o mieszanym, komórkowo-humoralnym charakterze odrzucania. W ostrej fazie wysięku zapalnego ostre odrzucanie śródmiąższowo-cewkowe zwykle dobrze odpowiada na leczenie, nierzadko bez pozostawienia blizn łącznotkankowych w miąższu nerki. 12

13 Fotografia 6. OSTRE ODRZUCANIE ŚRÓDMIĄŻSZOWO- CEWKOWE naciek limfocytarny widoczny jest w obrzmiałym niezwłókniałym śródmiąższu i w nabłonku cewkowym Barwienie PAS przewlekłe odrzucanie śródmiąższowe Przewlekłe odrzucanie śródmiąższowo-cewkowe charakteryzuje się występowaniem ogniskowego włóknienia zrębu i zaniku cewek współistniejących z obecnością (ogniskowego lub rozlanego) nacieku zapalnego w którym dominują komórki jednojądrowe (limfocyty). Fotografia 7. PRZEWLEKŁE ODRZUCANIE ŚRÓDMIĄŻSZOWE - Przewlekły naciek limfocytarny jest zlokalizowany na podłożu włóknistego zrębu, - widoczny jest także rozległy zanik cewek Barwienie PAS 13

14 ostre odrzucanie naczyniowe (endarteritis, endothelialitis, intimal vasculitis) Jednym z pierwszym objawów rozpoczynającej się reakcji naczyniowej jest wnikanie komórek zapalnych pod śródbłonek naczyń tętniczych. W miarę rozwijania się procesu, rejon podśródbłonkowy ulega poszerzeniu na skutek postępującej w jego obrębie kumulacji komórek zapalnych. W większości przypadków odrzucaniu naczyniowemu towarzyszy ostre odrzucanie śródmiąższowo-cewkowe. Izolowane zmiany zapalne w tętnicach stwierdza się jedynie w około 5-10% przypadków ostrego odrzucania przeszczepu. Odrzucanie naczyniowe wiąże się z wyższym ryzykiem utraty przeszczepu niż odrzucanie śródmiąższowo-cewkowe (75% vs 90% przeżycia 1-rocznego). Odrzucanie naczyniowe częściej niż śródmiąższowo-cewkowe nie reaguje, lub jedynie częściowo odpowiada na terapię przeciwko odrzucaniu. Brak, lub niepełna odpowiedź na terapię wiążą się z wysokim ryzykiem rozwoju zmian proliferacyjnych w ścianie tętnic (arteriopatia proliferacyjna) i arteriosklerozy. W około 50% przypadków zmiany zapalne w tętnicach przebiegają z obecnością złogów C4d w kapilarach okołocewkowych, co świadczy o mieszanym komórkowo-humoralnym charakterze odrzucania. Fotografia 8. OSTRE ODRZUCANIE NACZYNIOWE -ostry wysięk zapalny jest widoczny w błonie wewnętrznej tętnicy, pod śródbłonkiem - obecność nacieku zapalnego wiąże się z mierną redukcją światła naczyniowego. Barwienie HE Fotografia 9. OSTRE ODRZUCANIE NACZYNIOWE - w błonie wewnętrznej tętnicy widoczny jest ostry wysięk zapalny, - obecność nacieku zapalnego wiąże się ze znaczną redukcją światła naczyniowego, Barwienie AFOG 14

15 przewlekłe odrzucanie naczyniowe (arteriopatia proliferacyjna) Zmiana ta charakteryzuje się postępującą redukcją światła zajętej tętnicy w związku z dynamiczną proliferacją tkanki łącznej włóknistej w błonie wewnętrznej. Rozplemowi tkanki łącznej włóknistej towarzyszy przewlekły naciek zapalny w błonie wewnętrznej. Stymulację dynamicznego rozrostu tkanki łącznej włóknistej stanowi uszkodzenie śródbłonka wywołane przez komórki zapalne i/lub przeciwciała skierowane przeciwko obecnym na powierzchni śródbłonka antygenom. Jedynie bardzo szybkie rozpoznanie ostrego odrzucania naczyniowego i natychmiastowe wdrożenie leczenia przeciwko odrzucaniu może zapobiec rozplemowi tkanki łącznej włóknistej i redukcji światła tętnic. Brak tego typu leczenia już w ciągu kilkunastu dni może doprowadzić do nieodwracanej, znacznego stopnia redukcji światła naczyniowego. błona wewnętrzna=śródbłonek tzw. nowa błona wewnętrzna Fotografia 10. Wczesna faza ostrego odrzucania naczyniowego - ZMIANA W PEŁNI ODWRACALNA, - zastosowanie terapii przeciw odrzucaniu zapobiegnie rozplemowi tkanki włóknistej w rejonie podśródbłonkowym (barwienie HE) Fotografia 11. Nieleczone ostre odrzucanie przeszczepu - błona wewnętrzna jest bardzo pogrubiała, utworzona z tkanki łącznej włóknistej wypełnionej wysiękiem zapalnym, - ZMIANA NIEODWRACALNA (barwienie HE) 15

16 Fotografia 12. PRZEWLEKŁE ODRZUCANIE NACZYNIOWE błona wewnętrzna tętnicy jest utworzona z tkanki łącznej włóknistej, w obrębie której widoczny jest przewlekły naciek zapalny Barwienie PAS Fotografie 13. i 14. Wtórnie do obliteracji światła tętnic znacząco spada napływ krwi tętniczej do nerki. Wtórnie do przewlekłego niedokrwienia dochodzi do zaniku kory, włóknienia zrębu i zaniku cewek nerkowych (barwienia: HE i AFOG). 16

17 ostre zapalenie w naczyniach mikrokrążenia (PTC-itis i glomerulitis) Zmiany lokalizują się w kapilarach kłębuszkowych, lub/i w kapilarach okołocewkowych kory nerki (ang. PTC: peritubular capillaries). Morfologicznie zmiany te charakteryzują się poszerzeniem światła kapilar i ich wypełnienie komórkami zapalnymi. Zapalenie naczyń mikrokrążenia jest bardzo typowym (choć nie w pełni specyficznym) uszkodzeniem rozwijającym się w przebiegu ostrego odrzucania humoralnego, stąd ich częste współistnienie ze złogami C4d w kapilarach okołocewkowych. Fotografia 15. OSTRE ZAPALENIE KAPILAR OKOŁOCEWKOWYCH Światło naczyń okołocewkowych jest wypełnione komórkami zapalnymi jednojądrowymi Barwienie AFOG Fotografie 16. i 17. Ostre zapalenie naczyń mikrokrążenia: naciek zapalny jest widoczny w świetle licznych kapilar kłębuszkowych. Poza tym struktura kłębuszka jest zachowana (barwienia PAS i srebrzenie metodą Jonesa). tętnic (barwienia PAS i AFOG). 17

18 przewlekłe zapalenie w naczyniach mikrokrążenia Zmiany te rozwijają się przeszczepach objętych procesem przewlekłego odrzucania humoralnego, stąd ich częste współistnienie ze złogami C4d w PTC. Przewlekające się zapalenie w naczyniach mikrokrążenia prowadzi do ich zmian strukturalnych, zaniku (kapilary okołocewkowe) i twardnienia (kapilary kłębuszkowe). Klinicznie procesy te manifestują się stopniową utratą czynności przeszczepu. Fotografie 18. i 19. Przewlekające się zapalenie naczyń mikrokrążenia prowadzi do zmian strukturalnych w kapilarach kłębuszków, a w dalszej perspektywie ich twardnienia. Klinicznie zmiany te manifestują się narastającym białkomoczem i stopniową utratą czynności nerki (barwienie PAS). Fotografia 20. PRZEWLEKŁE ZAPALENIE KAPILAR OKOŁOCEWKOWYCH - prowadzi do zaniku tych naczyń, - brak kapilar okołocewkowych kapilar wywołuje wtórne zmiany niedokrwienne w zrębie i cewkach, czego rezultatem jest bliznowacenie kompartmentu śródmiąższowo-cewkowego (włóknienie zrębu i zanik cewek). Barwienie HE 18

19 ostra mikroangiopatia zakrzepowa Zmiany lokalizują się selektywnie, lub jednoczasowo w kapilarach kłębuszkowych, w arteriolach i tętnicach. Poza ostrym odrzucaniem mikroangiopatia zakrzepowa może być wyrazem innych zjawisk i procesów patologicznych, w tym między innymi toksyczności inhibitorów kalcyneuryny. Podobnie jak inne omawiane procesy mikroangiopatia może być miernie nasilona i przebiegać subklinicznie, w części przypadków ma jednak burzliwy, gwałtowny przebieg. Fotografia 21. OSTRA MIKROANGIOPATIA ZAKRZEPOWA - w świetle kapilar kłębuszkowych widoczne są skrzepliny Barwienie AFOG Fotografia 22. OSTRA MIKROANGIOPATIA ZAKRZEPOWA - w świetle arterioli widoczna jest skrzeplina Barwienie HE Fotografia 23. OSTRA MIKROANGIOPATIA ZAKRZEPOWA - mukoidne obrzmienie błony wewnętrznej spowodowało całkowite zamknięcie światła tętnicy Barwienie HE 19

20 przewlekła mikroangiopatia zakrzepowa Utrzymywanie się zmian ostrych, bądź nawracające epizody mikroangiopatii prowadzą do rozwoju przewlekłej mikroangiopatii zakrzepowej. Fotografie 24. i 25. W tętnicach przewlekająca się mikroangiopatia zakrzepowa stymuluje napływ fibroblastów i proliferację młodej tkanki łącznej włóknistej. Jest to drugi, obok przewlekłego odrzucania naczyniowego mechanizm gwałtownej, bardzo dynamicznej, trwałej redukcji światła tętnic (barwienia HE i AFOG). Fotografie 26. i 27. W kłębuszkach przewlekająca się mikroangiopatia zakrzepowa stymuluje rozwój zmian strukturalnych (zdwojenie okonturowania kapilar) identycznych z tymi rozwijającymi się w przewlekłym odrzucaniu (barwienia AFOG i PAS). Fotografie 28. i 29. W arteriolach zejściem zmian typu mikroangiopatii zakrzepowej jest szkliwienie (barwienia HE i PAS). 20

21 5. Toksyczność inhibitorów kalcyneuryny oraz innych leków immunosupresyjnych Zarówno cyklosporyna, jak i takrolimus charakteryzują się skłonnością do toksycznego oddziaływania na tkankę nerkową. Działanie to może być ograniczone do zaburzeń czynnościowych (manifestują się wtórną do obkurczenia wewnątrznerkowego łożyska naczyniowego redukcją GFR i nadciśnieniem tętniczym, lub też przyjąć formę strukturalną pod postacią ostrej i/lub przewlekłej nefropatii. Cechy nefrotoksyczności inhibitorów kalcyneuryny najczęściej występują przy wysokich stężeniach leku w surowicy, mogą się jednak także rozwinąć przy optymalnym stężeniu leku w surowicy krwi pacjenta, najpewniej jako skutek reakcji idiosynkrazji. Obecnie uznaje się, iż inhibitory kalcyneuryny mogą się co prawda przyczyniać do powolnej nieodwracalnej utraty czynności przeszczepu nerkowego, jednak przypadki, w których leki te odgrywałyby wiodącą rolę w rozwoju schyłkowej niewydolności nerki przeszczepionej należą do rzadkości. 6. Zmiany w nerce przeszczepionej związane z zakażeniami 8.1. Zakażenia wirusowe Wirus cytomegalii W przeszczepach nerkowych cytomegalia bardzo rzadko wywołuje zmiany uchwytne mikroskopowo, choć metodami hybrydyzacji in situ wykazano obecność CMV w nabłonku cewek około 40% przeszczepów nerkowych. Wśród wywołanych przez inwazję wirusa zmian komórkowych najbardziej charakterystyczne są owalne wtręty wewnątrzjądrowe zlokalizowane centralnie w jądrze i otoczone rąbkiem przejaśnienia (tzw. sowie oko ). Wirus CMV ma właściwości immunomodulacyjne, przez co zakażenie tym patogenem podwyższa ryzyko wystąpienia tak ostrego, jak i przewlekłego odrzucania przeszczepu Wirus BK polyoma Spośród przedstawicieli rodziny wirusów polyoma dwa szczepy BK i JC (nazwy pochodzą od inicjałów pierwszych pacjentów, u których rozpoznano te typy wirusów) okazały się wywierać patogenny wpływ na ludzką tkankę nerkową. W znakomitej większości przypadków nefropatia jest wywołana przez wirusa BK, stąd obok nazwy nefropatia PV (lub PVN - polyoma virus nephropathy) bardzo często stosuje się nazwę nefropatia BK. Szacuje się, że wirus BK występuje w postaci latentnej u około 43% osobników w populacji ogólnej. Patogenny wpływ wirusa ujawnia się jedynie u osób w stanie głębokiego upośledzenia odporności. Zastosowanie poprzeszczepiennej terapii immunosupresyjnej może wywołać reaktywację latentnego, wewnątrznerkowego zakażenia przeniesionego wraz z przeszczepem od dawcy, co objawia się obecnością materiału genetycznego wirusa w moczu, a niekiedy także we krwi biorcy. 21

22 Fotografia 30. NEFROPATIA BKV - zapalenie śródmiąższowocewkowe - obecność wtrętów wirusowych w jądrach niektórych komórek nabłonka cewkowego Barwienie AFOG Fotografia 31. NEFROPATIA BKV - zapalenie śródmiąższowocewkowe - obecność wtrętów wirusowych w jądrach niektórych komórek nabłonka cewkowego - złuszczanie nabłonka cewkowego Barwienie HE 22

23 8.2. Zakażenia bakteryjne. Zakażenie to rozwija się przede wszystkim w przypadkach refluksu pęcherzowomoczowodowego, najczęściej na tle zakażenia Eschericha coli. Fotografia 32. OSTRE ZAPALENIE ODMIEDNICZKOWE zapalenie śródmiąższowo-cewkowe z obecnością wałeczków ropnych Barwienie HE Fotografia 33. PRZEWLEKŁE ZAPALENIE ODMIEDNICZKOWE przewlekłe zapalenie śródmiąższowo-cewkowe współistniejące z włóknieniem zrębu i zanikiem cewek Barwienie HE 23

24 9. Poprzeszczepienna choroba limfoproliferacyjna u biorców przeszczepu nerkowego Definicja poprzeszczepiennej choroby limfoproliferacyjnej (PTLD) obejmuje spektrum patologii związanych z proliferacją komórek limfoidalnych, od przebiegających łagodnie rozrostów poliklonalnych aż po złośliwe chłoniaki, najczęściej B, w rzadkich przypadkach T- komórkowe. PTLD rozwija się wtórnie do stanu głębokiej immunosupresji u biorców przeszczepów narządów litych, bądź szpiku kostnego. Ryzyko rozwoju choroby limfoproliferacyjnej u biorcy przeszczepu nerkowego jest około 20-krotnie wyższe niż u osobnika z populacji ogólnej. Bardzo istotnym czynnikiem ryzyka wystąpienia PTLD jest infekcja EBV, szczególnie w sytuacji, w której biorca został zakażony tym wirusem poprzez narząd seropozytywnego dawcy (w ponad 80% przypadków PTLD komórki rozrostowe zawierają materiał genetyczny EBV). PTLD związane z infekcją EBV rozwija się najczęściej w pierwszym lub drugim roku po transplantacji. U większości chorych zmiany mają charakter wieloogniskowy z predylekcją do zajmowania węzłów chłonnych, wątroby, płuc, i serca. W około 15-30% zmiany związane z PTLD znajdowane są w nerce przeszczepionej, przy czym u około 10% chorych jest to wyłączna lokalizacja nacieku. Obraz mikroskopowy PTLD U około 15-40% chorych naciek PTLD zajmuje miąższ przeszczepionej nerki, najczęściej pod postacią rozległego nacieku z komórek limfoidalnych obejmującego miejscami także cewki nerkowe (tubulitis) i ściany naczyń (vasculitis). W odróżnieniu od większości przypadków ostrego odrzucania śródmiąższowego w PTLD naciek niszczy strukturę narządu, dominują w nim komórki plazmatyczne i/lub limfocyty B, wśród których liczne są formy limfoblastyczne. W części przypadków naciekowi miąższu towarzyszy ogniskowa martwica. Fotografia 34. POPRZESZCZEPIENNA CHOROBA LIMFOPROLIFERACYJNA naciek chłoniaka z limfocytów B w miąższu kory nerki Barwienie HE 24

25 Polimorficzne rozrosty mają pomyślne rokowanie, dobrze reagują na redukcję dawek immunosupresantów i terapię przeciwwirusową. W przypadku histologicznie nisko zróżnicowanych rozrostów monoklonalnych, szczególnie tych z linii T-komórkowej, rokowanie jest niepewne, a terapia obejmuje także przeciwnowotworową chemioterapię. Od kilku lat u chorych z PTLD z komórek B z powodzeniem stosuje się terapię rituximabem, monoklonalnym przeciwciałem skierowanym przeciwko powierzchniowej cząsteczce CD20. Fotografia 35. POPRZESZCZEPIENNA CHOROBA LIMFOPROLIFERACYJNA naciek chłoniaka z limfocytów B w miąższu kory nerki Barwienie immunohistochemiczne z przeciwciałem anty CD20 Choroba limfoproliferacyjna po przeszczepieniu Klasyfikacja z 2001 roku. Wczesne zmiany reaktywna proliferacja plazmocytów (atypowa hyperplazja komórek limfoidalnych) zmiany podobne jak w mononukleozie zakaźnej Zmiany polimorficzne polimorficzna hyperplazja komórek B (rzadko) polimorficzny chłoniak z komórek B Zmiany monomorficzne chłoniak z komórek B chłoniak z komórek T Chłoniak Hodgkina (ziarnica złośliwa) i zmiany ziarnico-podobne klasyczny chłoniak Hodgkina ziarniczo-podobne PTLD 10. Glomerulopatie rozwijające się de novo i nawroty patologii nerek własnych w przeszczepie Przeszczepiona nerka, podobnie jak nerki własne jest potencjalnie narażona na wystąpienie każdego typu nabytej nefropatii. Do najczęstszych typów glomerulopatii rozwijających się w nerkach przeszczepionych należą: Przewlekłe zmiany niedokrwienne, wywołane krytycznego stopnia redukcją światła tętnic i/lub arterioli do których dochodzi na skutek postępującej sklerotyzacji ścian tętnic, szkliwieni arterioli. Różne formy zapalenia, uszkodzenia miąższu nerki, stanowiące nawrót nefropatii obecnej we własnych nerkach biorcy, lub też rozwijające się de novo po przeszczepieniu. 25

26 11. Podsumowanie Wobec niskiej specyficzności klinicznych objawów uszkodzenia miąższu nerki przeszczepionej biopsja pozwala na identyfikację przyczyn pogorszenia czynności przeszczepu, przez co możliwe staje się zastosowanie właściwej terapii celowanej. Jako czuły detektor zmian patologicznych w przeszczepie pozwala na ocenę adekwatności immunosupresji, a także na jej optymalizację i indywidualizację. Nakładanie się na siebie skutków wielu różnych uszkodzeń (zmiany powstałe jeszcze w organizmie dawcy, uszkodzenie niedokrwienne, epizody ostrego odrzucania, toksyczność leków) sprawia, iż interpretacja obrazu biopsyjnego bywa niekiedy bardzo trudna. Niezwykle istotną rolę w procesie diagnostycznym odgrywa dobra komunikacja między zlecającym badanie klinicystą a oceniającym bioptat nefropatologiem, właściwe przedstawienie kontekstu klinicznego jest bowiem niekiedy niezbędne do właściwej interpretacji obrazu mikroskopowego. Istotny punkt odniesienia stanowią także (o ile były oczywiście wykonywane) wszystkie poprzednie biopsje przeszczepu, ułatwiają bowiem określenie sekwencji w jakiej rozwijały się w tkance zmiany patologiczne. PIŚMIENNICTWO 2. Transplantation Pathology. Redakcja: Phillip Ruiz. Cambridge University Press Renal Transplant Pathology. Heptinstall s Pathology of the Kidney. Wolters Kluwer, Lippincott Williams&Wilkins Haas M., Sis B., Racusen L. C. i wsp. Banff 2013 Meeting Reportinclusion of C4d-Negative Antibody-Mediated Rejection and Antibody-Associated Arterial Lesions. American Journal of Transplantaion 2014; 14: Mengel M., Sis B., Haas M. i wsp. Banff 2011 Meeting report: new concepts in antibodymediated rejection. American Journal of Transplantaion 2012; 14(3): Sis B., Mengel M., Haas M. i wsp. Banff '09 meeting report: antibody mediated graft deterioration and implementation of Banff working groups. American Journal of Transplantaion 2010; 10(3): Racusen L.C., Solez K., Colvin R.B. The Banff 97 working classification of renal allograft pathology. Kidney International 1999;55(2): Harris N.L., Swerdlow S.H., Frizzera G. WHO Classification of Tumors. Pathology and Genetics of Tumors of Haematopoietic and Lymphoid Tissues. Lyon France: IARRC Press;